一種多功能電源保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多功能電源保護(hù)電路，該電源保護(hù)電路設(shè)置在外部直流電源和開關(guān)電源電路之間，所述的電源保護(hù)電路包括輸入過壓過流模塊、輸入欠壓模塊和輸出限流模塊；所述的外部直流電源電壓調(diào)節(jié)范圍為15V～150V，所述的輸入過壓過流模塊輸入端連接外部直流電源，輸出端為開關(guān)電源輸入端VCC1，所述的輸入欠壓模塊分別連接外部直流電源和開關(guān)電源電路，所述的輸出限流模塊連接開關(guān)電源電路和輸入欠壓模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型能夠在寬電壓輸入范圍內(nèi)提供多種功能的保護(hù)，同時電路調(diào)試方便。
【專利說明】
一種多功能電源保護(hù)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源保護(hù)電路，尤其是涉及一種多功能電源保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路車載設(shè)備電源提供的電源的功率大小，以及電壓、電流的穩(wěn)定性，都將影響車載終端設(shè)備的性能以及使用壽命。因此需要合理的電源保護(hù)電路保證電源的可靠供電。目前電源保護(hù)電路的設(shè)計種類比較多，但一般對應(yīng)的電壓輸入范圍比較窄，并且提供的保護(hù)并不全面，不能滿足鐵路車載設(shè)備電源保護(hù)電路的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種多功能電源保護(hù)電路。
[0004]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]一種多功能電源保護(hù)電路，該電源保護(hù)電路設(shè)置在外部直流電源和開關(guān)電源電路之間，所述的電源保護(hù)電路包括輸入過壓過流模塊、輸入欠壓模塊和輸出限流模塊；
[0006]所述的外部直流電源電壓調(diào)節(jié)范圍為15V?150V，所述的輸入過壓過流模塊輸入端連接外部直流電源，輸出端為開關(guān)電源輸入端VCCl，所述的輸入欠壓模塊分別連接外部直流電源和開關(guān)電源電路，所述的輸出限流模塊連接開關(guān)電源電路和輸入欠壓模塊。
[0007]所述的開關(guān)電源電路包括多諧振蕩器P1、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q7、變壓器Tl、二極管D11、二極管D12和電感L2，多諧振蕩器Pl正相輸出端連接開關(guān)管Q3柵極，多諧振蕩器Pl反相輸出端連接開關(guān)管Q7柵極，開關(guān)管Q3漏極連接變壓器Tl初級第一線圈4號抽頭，開關(guān)管Q7漏極連接變壓器Tl原邊第一線圈6號抽頭，接變壓器Tl原邊第一線圈中間抽頭為5號抽頭，該5號抽頭連接開關(guān)電源輸入端VCCl，開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q7源極相互連接并形成參考地LI，變壓器Tl副邊線圈I號抽頭連接二極管D15陽極，變壓器Tl副邊線圈3號抽頭連接二極管Dll陽極，二極管Dll和二極管D15陰極連接電感L2—端，電感L2另一端為開關(guān)電源電壓輸出端正極，變壓器Tl副邊線圈2號抽頭接地。
[0008]所述的輸入過壓過流模塊包括過壓單元、過流單元和過壓過流輸出保護(hù)單元，所述的過壓過流電壓輸出單元輸入端連接外部直流電源，輸出端設(shè)有兩路，一路為正常輸出通道，另一路為異常輸出通道，兩個輸出通道輸出端相互連接形成開關(guān)電源輸入端VCC1，所述的過壓單元和過流單元均通過開關(guān)管Q5連接至過壓過流輸出保護(hù)單元，所述的開關(guān)管Q5串聯(lián)于正常輸出通道內(nèi)。
[0009]所述的開關(guān)管Q5漏極連接外部直流電源輸出正極，開關(guān)管Q5源極串聯(lián)連接電阻R24—端，電阻R24另一端為開關(guān)電源輸入端VCCl，所述的異常輸出通道包括熱敏電阻RTl，所述的熱敏電阻一端連接開關(guān)管Q5漏極，另一端連接開關(guān)電源輸入端VCCl;
[0010]所述的過壓單元包括第一電源VCC_U1、第一比較器Ul、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R7、電阻R8、三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4、二極管DI，所述的第一電源VCC_U1通過電阻R3連接三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陰極，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陽極連接開關(guān)電源輸入端VCCl，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4參考端連接三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陰極，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陰極為2.495V參考電壓輸出端，第一比較器Ul正輸入端通過電阻R5連接2.495V參考電壓輸出端，第一比較器UI正輸入端還通過電阻R8連接開關(guān)電源輸入端VCCI對應(yīng)的參考地GND_VCC I，第一比較器Ul負(fù)輸入端通過電阻R4連接2.495V參考電壓輸出端，第一比較器Ul負(fù)輸入端還通過電阻R7連接開關(guān)電源輸入端VCCl，第一比較器Ul輸出端連接二極管Dl陰極，二極管Dl陽極連接開關(guān)管Q5柵極；
[0011 ] 所述的過流單元包括第二比較器U2、電阻R12、電阻R14、電阻R22和二極管D3，第二比較器U2正輸入端通過電阻R12連接2.495V參考電壓輸出端，第二比較器U2正輸入端還通過電阻R14連接開關(guān)電源輸入端VCCl，第二比較器U2負(fù)輸入端通過電阻R22連接開關(guān)管Q5源極，第二比較器U2輸出端連接二極管D3陰極，二極管D3陽極連接開關(guān)管Q5柵極。
[0012]所述的輸入欠壓模塊包括欠壓檢測單元、39V電壓自舉單元和欠壓反饋單元，所述的欠壓檢測單元輸入端連接外部直流電源，欠壓檢測單元電壓輸出端連接39V電壓自舉單元，39V電壓自舉單元連接開關(guān)電源電路，所述的欠壓反饋保護(hù)單元分別連接欠壓檢測單元、開關(guān)電源電路和39V電壓自舉單元。
[0013]所述的欠壓檢測單元包括第三比較器U3、2.5V參考電壓源、第二電源VCC_U2、電阻R6、電阻R19、電阻R23、二極管D2、二極管D4、二極管V1、三極管Q1、開關(guān)管Q2和電阻R9，二極管D4陽極連接外部直流電源正極輸出端，二極管D4陰極通過電阻R23連接第三比較器U3正輸入端，第三比較器U3正輸入端還通過電阻R19連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，第三比較器U3負(fù)輸入端連接2.5V參考電壓源，第三比較器U3輸出端連接二極管D2陰極，二極管D2陽極通過電阻R6連接三極管Ql基極，三極管Ql發(fā)射極連接第二電源VCC_U2，三極管Ql集電極連接二極管Vl陽極，二極管Vl陽極連接開關(guān)管Q2柵極，開關(guān)管Q2漏極連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，開關(guān)管Q2柵極還通過電阻R9連接開關(guān)管Q2源極，開關(guān)端Q2源極為欠壓檢測單元電壓輸出端；
[0014]39V電壓自舉單元包括與變壓器Tl原邊第一線圈耦合的原邊第二線圈、二極管整流電路、電容Cl I和二極管D13，原邊第二線圈連接二極管整流電路，所述的二極管整流電路正極輸出端連接電容Cll正極，二極管整流電路負(fù)極輸出端連接電容Cll負(fù)極，電容Cll正極連接二極管D13陽極，二極管D13陰極連接開關(guān)電源輸入端VCCI，電容C11負(fù)極連接所述的欠壓檢測單元電壓輸出端；
[0015]所述的欠壓反饋保護(hù)單元包括與變壓器Tl原邊第二線圈耦合的原邊第三線圈、二極管D7、二極管D10、電阻R2和控制芯片U4，原邊第三線圈9號抽頭連接二極管D7陽極，原邊第三線圈11號抽頭連接二極管DlO陽極，原邊第三線圈10號抽頭連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，二極管D7陽極連接反饋電壓端子Fl，二極管DlO陰極為芯片供電電源輸出端VDD，所述的反饋電壓端子Fl通過電阻R2連接控制芯片U4的2號管腳，所述的芯片供電電源輸出端VDD連接控制芯片U4的7號管腳。
[0016]所述的輸出限流模塊包括開關(guān)管Q6、電阻R15、電阻R31、電阻R33、電阻R34、二極管D9、二極管D18和電容C15，開關(guān)管Q6柵極通過電阻R31連接控制芯片U4的6號管腳，開關(guān)管Q6漏極連接開關(guān)電源電路中的參考地LI，開關(guān)管Q6源極通過電阻R34連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，控制芯片U4的3號管腳通過電阻R15連接二極管D18陰極，二極管D18陽極通過電阻R33連接控制芯片U4的6號管腳，二極管D9陽極連接二極管D18陽極，二極管D9陰極連接開關(guān)管Q6源極，二極管D9陽極還通過電容C15連接至開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1。
[0017]所述的控制芯片U4為UC284XA。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)本實(shí)用新型電源保護(hù)電路可實(shí)現(xiàn)外部直流電源在15V?150V調(diào)節(jié)范圍內(nèi)變化時的輸入過壓、過流保護(hù)、欠壓保護(hù)及輸出限流保護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)較寬電壓范圍內(nèi)的保護(hù)，保護(hù)性能較好；
[0020](2)輸入過壓過流模塊中的過壓單元的第一比較器Ul正輸入端通過電阻R5和電阻R8串聯(lián)對電壓(VCCI+2.495) V分壓，第一比較器Ul負(fù)輸入端通過電阻R4和電阻R7串聯(lián)對基準(zhǔn)電壓2.495V分壓得到，而VCCl大小約等于外部直流電源電壓，因此調(diào)節(jié)電阻R5、電阻R8、電阻R4和電阻R7的大小便能確定外部直流電源的上限值大小，最大上限可以到達(dá)150V;同樣對于輸入欠壓模塊，通過調(diào)節(jié)第三比較器U3外圍電阻能實(shí)現(xiàn)外部直流電源下限電壓的調(diào)節(jié)，且最小下限可以到達(dá)15V;
[0021](3)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了輸入過壓、輸入過流、輸入欠壓和輸出限流四種保護(hù)，保護(hù)全面，使得開關(guān)電源安全性能提高；
[0022](4)輸入過壓過流模塊、輸入欠壓模塊和輸出限流模塊相互之間比較獨(dú)立，后期的電路測試及調(diào)試工作更方便。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型輸入過壓過流模塊電路原理圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型輸入欠壓模塊和開關(guān)電源電路的電路原理圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型輸出限流模塊的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]實(shí)施例
[0028]如圖1?3所示，一種多功能電源保護(hù)電路，該電源保護(hù)電路設(shè)置在外部直流電源和開關(guān)電源電路之間，電源保護(hù)電路包括輸入過壓過流模塊、輸入欠壓模塊和輸出限流模塊;外部直流電源正極為DC_I N+，外部直流電源負(fù)極為DC_IN_，外部直流電源的電壓調(diào)節(jié)范圍為15V?150V，輸入過壓過流模塊輸入端連接外部直流電源，輸出端為開關(guān)電源輸入端VCCl，輸入欠壓模塊分別連接外部直流電源和開關(guān)電源電路，輸出限流模塊連接開關(guān)電源電路和輸入欠壓模塊。
[0029]如圖2所示，開關(guān)電源電路包括多諧振蕩器Pl、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q7、變壓器Tl、二極管D11、二極管D12和電感L2，多諧振蕩器Pl正相輸出端連接開關(guān)管Q3柵極，多諧振蕩器Pl反相輸出端連接開關(guān)管Q7柵極，開關(guān)管Q3漏極連接變壓器Tl初級第一線圈4號抽頭，開關(guān)管Q7漏極連接變壓器Tl原邊第一線圈6號抽頭，接變壓器Tl原邊第一線圈中間抽頭為5號抽頭，該5號抽頭連接開關(guān)電源輸入端VCCl，開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q7源極相互連接并形成參考地LI，變壓器Tl副邊線圈I號抽頭連接二極管D15陽極，變壓器Tl副邊線圈3號抽頭連接二極管Dll陽極，二極管Dll和二極管D15陰極連接電感L2—端，電感L2另一端為開關(guān)電源電壓輸出端正極，變壓器Tl副邊線圈2號抽頭接地。
[0030]具體的，如圖1所示，輸入過壓過流模塊包括過壓單元、過流單元和過壓過流輸出保護(hù)單元，過壓過流電壓輸出單元輸入端連接外部直流電源，輸出端設(shè)有兩路，一路為正常輸出通道，另一路為異常輸出通道，兩個輸出通道輸出端相互連接形成開關(guān)電源輸入端VCCl，過壓單元和過流單元均通過開關(guān)管Q5連接至過壓過流輸出保護(hù)單元，開關(guān)管Q5串聯(lián)于正常輸出通道內(nèi)。開關(guān)管Q5漏極連接外部直流電源輸出正極，開關(guān)管Q5源極串聯(lián)連接電阻R24—端，電阻R24另一端為開關(guān)電源輸入端VCCl，異常輸出通道包括熱敏電阻RTl，熱敏電阻一端連接開關(guān)管Q5漏極，另一端連接開關(guān)電源輸入端VCCl;過壓單元包括第一電源VCC_U1、第一比較器Ul、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R7、電阻R8、三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4、二極管Dl，第一電源VCC_U1通過電阻R3連接三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陰極，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陽極連接開關(guān)電源輸入端VCCl，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4參考端連接三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陰極，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陰極為2.495V參考電壓輸出端，第一比較器Ul正輸入端通過電阻R5連接2.495V參考電壓輸出端，第一比較器Ul正輸入端還通過電阻R8連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，第一比較器Ul負(fù)輸入端通過電阻R4連接2.495V參考電壓輸出端，第一比較器Ul負(fù)輸入端還通過電阻R7連接開關(guān)電源輸入端VCCl，第一比較器Ul輸出端連接二極管Dl陰極，二極管Dl陽極連接開關(guān)管Q5柵極。上述過壓單元工作原理為:第一電源VCC_U1通過電阻R3和三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4支路提供相對于開關(guān)電源輸入端VCCl的2.495V基準(zhǔn)電壓(以VCCl作為參考地)，由電阻R4和電阻R7串聯(lián)對基準(zhǔn)電壓2.495V分壓得到第一比較器Ul負(fù)輸入端即圖中管腳6的電位(以VCCl作為參考地)，第一比較器Ul正輸入端即圖中管腳5的電位由電阻R5和電阻R8串聯(lián)對電壓(VCCI+2.495) V分壓得到。當(dāng)輸入電壓小于上限電壓150V時第一比較器Ul正輸入端的電位大于第一比較器Ul負(fù)輸入端的電位，第一比較器Ul輸出高電平，使二極管Dl反向截止，開關(guān)管Q5的柵極為高電平，開關(guān)管Q5保持導(dǎo)通，正常輸出通道工作，開關(guān)電源輸入端VCCl電壓正常。同理，當(dāng)輸入電壓大于上限電壓150V時，第一比較器Ul輸出低電平，二極管Dl正向?qū)?，開關(guān)管Q5的柵極為低電平，開關(guān)管Q5截止，正常輸出通道關(guān)閉，轉(zhuǎn)而異常輸出通道工作，由于異常輸出通道內(nèi)熱敏電阻RTI為PTC熱敏電阻，熱敏電阻RTI發(fā)熱導(dǎo)致電阻值劇增，開關(guān)電源輸入端VCCl電壓快速減小，直至無法維持開關(guān)電源電路正常工作而得到保護(hù)。
[0031]輸入過壓過流模塊中過流單元包括第二比較器U2、電阻R12、電阻R14、電阻R22和二極管D3，第二比較器U2正輸入端通過電阻R12連接2.495V參考電壓輸出端，第二比較器U2正輸入端還通過電阻R14連接開關(guān)電源輸入端VCC1，第二比較器U2負(fù)輸入端通過電阻R22連接開關(guān)管Q5源極，第二比較器U2輸出端連接二極管D3陰極，二極管D3陽極連接開關(guān)管Q5柵極。該過流單元工作原理:電阻R12和電阻R14串聯(lián)對2.495V參考電壓輸出端的2.495V參考電壓(以開關(guān)電源輸入端VCCl作為參考地)進(jìn)行分壓，作為第二比較器U2正輸入端即圖中管腳3的輸入電位，第二比較器U2負(fù)輸入端即圖中管腳2監(jiān)測電阻R24入端的電壓，電阻R12和電阻R14阻值固定后，第二比較器U2正輸入端電位固定(以開關(guān)電源輸入端VCCl作為參考地)，設(shè)流過正常輸出通道的電流為I，則第二比較器U2負(fù)輸入端的電位為(I*R24)，這里R24表示電阻R24的阻值大小，如果電流I變大，第二比較器U2負(fù)輸入端的電位升高，當(dāng)電流超過一個規(guī)定的閾值(設(shè)置為額定最大輸入電流的1.2倍)時使第二比較器U2負(fù)輸入端的電位大于第二比較器U2正輸入端的電位，這時第二比較器U2輸出端電位由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑢?dǎo)致開關(guān)管Q5的工作狀態(tài)由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，正常輸出通道關(guān)閉，轉(zhuǎn)而異常輸出通道工作，由于異常輸出通道內(nèi)熱敏電阻RTl為PTC熱敏電阻，熱敏電阻RTl發(fā)熱導(dǎo)致電阻值劇增，開關(guān)電源輸入端VCCl電壓快速減小，直至無法維持開關(guān)電源電路正常工作而得到保護(hù)。
[0032]如圖2、圖3所示，輸入欠壓模塊包括欠壓檢測單元、39V電壓自舉單元和欠壓反饋單元，欠壓檢測單元輸入端連接外部直流電源，欠壓檢測單元電壓輸出端連接39V電壓自舉單元，39V電壓自舉單元連接開關(guān)電源電路，欠壓反饋保護(hù)單元分別連接欠壓檢測單元、開關(guān)電源電路和39V電壓自舉單元。欠壓檢測單元包括第三比較器U3、2.5V參考電壓源、第二電源VCC_U2、電阻R6、電阻R19、電阻R23、二極管D2、二極管D4、二極管V1、三極管Q1、開關(guān)管Q2和電阻R9，二極管D4陽極連接外部直流電源正極輸出端，二極管D4陰極通過電阻R23連接第三比較器U3正輸入端，第三比較器U3正輸入端還通過電阻R19連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，第三比較器U3負(fù)輸入端連接2.5V參考電壓源，第三比較器U3輸出端連接二極管D2陰極，二極管D2陽極通過電阻R6連接三極管Ql基極，三極管Ql發(fā)射極連接第二電源VCC_U2，三極管Ql集電極連接二極管Vl陽極，二極管Vl陽極連接開關(guān)管Q2柵極，開關(guān)管Q2漏極連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，開關(guān)管Q2柵極還通過電阻R9連接開關(guān)管Q2源極，開關(guān)端Q2源極為欠壓檢測單元電壓輸出端;39V電壓自舉單元包括與變壓器Tl原邊第一線圈耦合的原邊第二線圈、二極管整流電路、電容Cll和二極管D13，原邊第二線圈連接二極管整流電路，二極管整流電路正極輸出端連接電容Cl I正極，二極管整流電路負(fù)極輸出端連接電容C11負(fù)極，電容Cl I正極連接二極管D13陽極，二極管D13陰極連接開關(guān)電源輸入端VCCl，電容CU負(fù)極連接欠壓檢測單元電壓輸出端;欠壓反饋保護(hù)單元包括與變壓器Tl原邊第二線圈耦合的原邊第三線圈、二極管D7、二極管D10、電阻R2和控制芯片U4，原邊第三線圈9號抽頭連接二極管D7陽極，原邊第三線圈11號抽頭連接二極管DlO陽極，原邊第三線圈10號抽頭連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，二極管D7陽極連接反饋電壓端子Fl，二極管DlO陰極為芯片供電電源輸出端VDD，所述的反饋電壓端子Fl通過電阻R2連接控制芯片U4的2號管腳，所述的芯片供電電源輸出端VDD連接控制芯片U4的7號管腳，控制芯片U4為UC284XA。輸入欠壓模塊工作原理為:輸入電壓經(jīng)由電阻R23和電阻R19組成的串聯(lián)電路進(jìn)行分壓，第三比較器U3正輸入端即圖中管腳5的電位是輸入電壓在電阻R19上的壓降，當(dāng)輸入電壓大于最低輸入電壓門限時，第三比較器U3正輸入端的電位大于第三比較器U3負(fù)輸入端的電位(2.5V)，第三比較器U3輸出端電位為高電平，二極管D2截止，開關(guān)管Ql和開關(guān)管Q2處于關(guān)閉狀態(tài)，開關(guān)電源電路正常工作。當(dāng)輸入電壓小于最低輸入電壓門限時，第三比較器U3正輸入端的電位小于第三比較器U3負(fù)輸入端的電位(2.5V)，第三比較器U3輸出端電位為高電平，二極管D2導(dǎo)通，開關(guān)管Ql和開關(guān)管Q2處于開啟狀態(tài)，39V電壓自舉單元輸出的39V電壓直接接至外部直流電源的輸入回路，并被迅速拉低至輸入欠壓值且電流陡增，導(dǎo)致圖3中控制芯片U4輸出脈寬迅速收窄，電源的其他幾組輸出電壓同時陡降，其中包括控制芯片U4的芯片供電電源輸出端VDD的電壓下降至低于控制芯片U4關(guān)閉電壓(7.6V)，控制芯片U4停止工作，開關(guān)電源電路無輸出，當(dāng)輸入恢復(fù)正常時，開關(guān)電源電路正常工作。
[0033]如圖3所示輸出限流模塊包括開關(guān)管Q6、電阻R15、電阻R31、電阻R33、電阻R34、二極管D9、二極管D18和電容C15，開關(guān)管Q6柵極通過電阻R31連接控制芯片U4的6號管腳，開關(guān)管Q6漏極連接開關(guān)電源電路中的參考地LI，開關(guān)管Q6源極通過電阻R34連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，控制芯片U4的3號管腳通過電阻R15連接二極管D18陰極，二極管D18陽極通過電阻R33連接控制芯片U4的6號管腳，二極管D9陽極連接二極管D18陽極，二極管D9陰極連接開關(guān)管Q6源極，二極管D9陽極還通過電容C15連接至開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1。輸出限流模塊的工作原理為:開關(guān)管Q6的源極接入電阻R34，電阻R34為限流取樣電阻，該電阻的大小由控制芯片U4的內(nèi)部參數(shù)及電源設(shè)定的限流值決定，當(dāng)負(fù)載設(shè)備因故障而過載時，開關(guān)管Q6的導(dǎo)通電流也隨之增加，電阻R34上的壓降同步上升，經(jīng)控制芯片U4的3號管腳接至芯片內(nèi)部的電流比較器促使輸出脈寬變窄，使輸出電壓迅速下降，最終使開關(guān)管Q6的導(dǎo)通電流不再上升，從而起到限流作用，防止由于負(fù)載設(shè)備超負(fù)荷導(dǎo)致輸入開關(guān)電流增加，造成開關(guān)管因過熱而損壞及受電電路故障面擴(kuò)大。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能電源保護(hù)電路，其特征在于，該電源保護(hù)電路設(shè)置在外部直流電源和開關(guān)電源電路之間，所述的電源保護(hù)電路包括輸入過壓過流模塊、輸入欠壓模塊和輸出限流豐旲塊; 所述的外部直流電源電壓調(diào)節(jié)范圍為15V?150V，所述的輸入過壓過流模塊輸入端連接外部直流電源，輸出端為開關(guān)電源輸入端VCCl，所述的輸入欠壓模塊分別連接外部直流電源和開關(guān)電源電路，所述的輸出限流模塊連接開關(guān)電源電路和輸入欠壓模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能電源保護(hù)電路，其特征在于，所述的開關(guān)電源電路包括多諧振蕩器P1、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q7、變壓器Tl、二極管Dll、二極管D12和電感L2，多諧振蕩器Pl正相輸出端連接開關(guān)管Q3柵極，多諧振蕩器Pl反相輸出端連接開關(guān)管Q7柵極，開關(guān)管Q3漏極連接變壓器Tl初級第一線圈4號抽頭，開關(guān)管Q7漏極連接變壓器Tl原邊第一線圈6號抽頭，接變壓器Tl原邊第一線圈中間抽頭為5號抽頭，該5號抽頭連接開關(guān)電源輸入端VCCl，開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q7源極相互連接并形成參考地LI，變壓器Tl副邊線圈I號抽頭連接二極管D15陽極，變壓器Tl副邊線圈3號抽頭連接二極管Dll陽極，二極管Dll和二極管D15陰極連接電感L2—端，電感L2另一端為開關(guān)電源電壓輸出端正極，變壓器Tl副邊線圈2號抽頭接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能電源保護(hù)電路，其特征在于，所述的輸入過壓過流模塊包括過壓單元、過流單元和過壓過流輸出保護(hù)單元，所述的過壓過流電壓輸出單元輸入端連接外部直流電源，輸出端設(shè)有兩路，一路為正常輸出通道，另一路為異常輸出通道，兩個輸出通道輸出端相互連接形成開關(guān)電源輸入端VCC1，所述的過壓單元和過流單元均通過開關(guān)管Q5連接至過壓過流輸出保護(hù)單元，所述的開關(guān)管Q5串聯(lián)于正常輸出通道內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能電源保護(hù)電路，其特征在于，所述的開關(guān)管Q5漏極連接外部直流電源輸出正極，開關(guān)管Q5源極串聯(lián)連接電阻R24—端，電阻R24另一端為開關(guān)電源輸入端VCCl，所述的異常輸出通道包括熱敏電阻RTl，所述的熱敏電阻一端連接開關(guān)管Q5漏極，另一端連接開關(guān)電源輸入端VCCl; 所述的過壓單元包括第一電源VCCJJl、第一比較器Ul、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R7、電阻R8、三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4、二極管D1，所述的第一電源VCC_U1通過電阻R3連接三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陰極，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陽極連接開關(guān)電源輸入端VCCl，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4參考端連接三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陰極，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源Q4陰極為2.495V參考電壓輸出端，第一比較器Ul正輸入端通過電阻R5連接2.495V參考電壓輸出端，第一比較器UI正輸入端還通過電阻R8連接開關(guān)電源輸入端VCCI對應(yīng)的參考地GND_VCC I，第一比較器Ul負(fù)輸入端通過電阻R4連接2.495V參考電壓輸出端，第一比較器Ul負(fù)輸入端還通過電阻R7連接開關(guān)電源輸入端VCCl，第一比較器Ul輸出端連接二極管Dl陰極，二極管Dl陽極連接開關(guān)管Q5柵極； 所述的過流單元包括第二比較器U2、電阻R12、電阻R14、電阻R22和二極管D3，第二比較器U2正輸入端通過電阻R12連接2.495V參考電壓輸出端，第二比較器U2正輸入端還通過電阻R14連接開關(guān)電源輸入端VCCl，第二比較器U2負(fù)輸入端通過電阻R22連接開關(guān)管Q5源極，第二比較器U2輸出端連接二極管D3陰極，二極管D3陽極連接開關(guān)管Q5柵極。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能電源保護(hù)電路，其特征在于，所述的輸入欠壓模塊包括欠壓檢測單元、39V電壓自舉單元和欠壓反饋單元，所述的欠壓檢測單元輸入端連接外部直流電源，欠壓檢測單元電壓輸出端連接39V電壓自舉單元，39V電壓自舉單元連接開關(guān)電源電路，所述的欠壓反饋保護(hù)單元分別連接欠壓檢測單元、開關(guān)電源電路和39V電壓自舉單元。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多功能電源保護(hù)電路，其特征在于，所述的欠壓檢測單元包括第三比較器U3、2.5V參考電壓源、第二電源VCC_U2、電阻R6、電阻Rl9、電阻R23、二極管D2、二極管D4、二極管V1、三極管Q1、開關(guān)管Q2和電阻R9，二極管D4陽極連接外部直流電源正極輸出端，二極管D4陰極通過電阻R23連接第三比較器U3正輸入端，第三比較器U3正輸入端還通過電阻R19連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，第三比較器U3負(fù)輸入端連接2.5V參考電壓源，第三比較器U3輸出端連接二極管D2陰極，二極管D2陽極通過電阻R6連接三極管Ql基極，三極管Ql發(fā)射極連接第二電源VCC_U2，三極管Ql集電極連接二極管Vl陽極，二極管Vl陽極連接開關(guān)管Q2柵極，開關(guān)管Q2漏極連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，開關(guān)管Q2柵極還通過電阻R9連接開關(guān)管Q2源極，開關(guān)端Q2源極為欠壓檢測單元電壓輸出端； 39V電壓自舉單元包括與變壓器Tl原邊第一線圈耦合的原邊第二線圈、二極管整流電路、電容Cll和二極管D13，原邊第二線圈連接二極管整流電路，所述的二極管整流電路正極輸出端連接電容Cl I正極，二極管整流電路負(fù)極輸出端連接電容Cl I負(fù)極，電容Cl I正極連接二極管D13陽極，二極管D13陰極連接開關(guān)電源輸入端VCCl，電容CU負(fù)極連接所述的欠壓檢測單元電壓輸出端； 所述的欠壓反饋保護(hù)單元包括與變壓器Tl原邊第二線圈耦合的原邊第三線圈、二極管D7、二極管D10、電阻R2和控制芯片U4，原邊第三線圈9號抽頭連接二極管D7陽極，原邊第三線圈11號抽頭連接二極管DlO陽極，原邊第三線圈10號抽頭連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，二極管D7陽極連接反饋電壓端子F1，二極管DlO陰極為芯片供電電源輸出端VDD，所述的反饋電壓端子Fl通過電阻R2連接控制芯片U4的2號管腳，所述的芯片供電電源輸出端VDD連接控制芯片U4的7號管腳。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能電源保護(hù)電路，其特征在于，所述的輸出限流模塊包括開關(guān)管Q6、電阻R15、電阻R31、電阻R33、電阻R34、二極管D9、二極管D18和電容C15，開關(guān)管Q6柵極通過電阻R31連接控制芯片U4的6號管腳，開關(guān)管Q6漏極連接開關(guān)電源電路中的參考地LI，開關(guān)管Q6源極通過電阻R34連接開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1，控制芯片U4的3號管腳通過電阻R15連接二極管D18陰極，二極管D18陽極通過電阻R33連接控制芯片U4的6號管腳，二極管D9陽極連接二極管D18陽極，二極管D9陰極連接開關(guān)管Q6源極，二極管D9陽極還通過電容C15連接至開關(guān)電源輸入端VCCl對應(yīng)的參考地GND_VCC1。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多功能電源保護(hù)電路，其特征在于，所述的控制芯片U4為UC284XA。
【文檔編號】H02H3/00GK205583638SQ201620295591
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】姚金超, 房千里, 李長遠(yuǎn), 余小紅, 代萌, 郭曉旭, 杜運(yùn)峰, 俞咪娜, 王彥翔, 王莉, 安耀霞, 姜昆鵬, 余園園, 封燁, 李祝君, 劉宏偉
【申請人】上海鐵路通信有限公司